Конфигурации планет синодический период конспект урока
Обновлено: 05.07.2024
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Все вы хорошо знаете, что в нашей Солнечной системе, помимо Земли, принято выделять ещё 7 больших планет: Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
Все они, как и наша планета, обращаются вокруг центрального тела нашей системы — Солнца. Все планеты Солнечной системы принято разделять на нижние и верхние.
Нижними называются планеты, орбиты которых расположены ближе к Солнцу, чем орбита Земли (это Меркурий и Венера).
Следовательно, если орбита планеты будет находиться за орбитой Земли, то она будет называться верхней (это Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун).
Конечно же из-за разной удалённости от Солнца, а также различной орбитальной скорости, условия видимости всех планет с Земли меняются по-разному. Поэтому принято выделять некоторые характерные взаимные расположения планет, Земли и Солнца, которые называются конфигурациями.
Ясно, что условия видимости планеты в той или иной конфигурации зависят от её расположения по отношению к Солнцу, которое освещает планету, и Земли, с которой мы эту планету наблюдаем.
В связи с этим, например, для нижних планет выделяют верхние и нижние соединения, а также элонгации.
Соединением называется расположение небесных тел, при котором имеет место совпадение их долгот (обычно планет или планеты и Солнца), с точки зрения земного наблюдателя.
В нижнем соединении планета находится ближе всего к Земле. А в верхнем — наиболее удалена от неё.
При соединениях, как правило, планеты не видны, поскольку они прячутся либо за Солнцем, либо в его лучах.
Элонгацией называется такое положение планеты, при котором для земного наблюдателя её угловое расстояние от Солнца максимально.
Из-за того, что орбиты планет не являются круговыми, наибольшие элонгации не имеют постоянного значения. Так у Венеры они колеблются в пределах от 45 о до 48 о градусов. А у Меркурия всего от 18 о градусов до 28°. Так как Меркурий и Венера не отходят далеко от Солнца, то ночью они не видны.
При этом продолжительность их утренней или вечерней видимости не превышает четырёх часов для Венеры и полутора часов для Меркурия. Иногда Меркурий и вовсе не виден, так как его время восхода и захода приходится на светлое время суток.
Также принято различать восточную и западную элонгации. В восточной элонгации планету можно наблюдать на небе вечером после захода Солнца, а в западной — утром перед восходом Солнца.
Что касается верхних планет, то для них конфигурация несколько иная. Так, например, если планета находится вблизи точки, диаметрально противоположной Солнцу, то такая конфигурация называется противостоянием .
Это наиболее благоприятное время для наблюдения планеты, так как она располагается ближе всего к Земле и повёрнута к ней своей освещённой стороной. При этом её верхняя кульминация часто происходит около полуночи.
В верхнем соединении планета наиболее удалена от Земли и наблюдать её в это время невозможно, так как она теряется в лучах нашей звезды.
Внешняя планета может находиться на любом угловом расстоянии от Солнца (в пределах 0—180 о ). Но если угол между направлениями с Земли на верхнюю планету и на Солнце составляет 90°, то говорят, что планета находится в квадратуре .
Как и в случае с элонгацией, принято различать западную и восточную квадратуры .
В западной квадратуре восход планеты происходит где-то около полуночи. Соответственно в восточной квадратуре около полуночи планета заходит.
Конечно же из-за обращения всех планет вокруг Солнца их конфигурации периодически повторяются. А промежуток времени между двумя последовательными одноименными конфигурациями планеты (например, верхними соединениями) называется её синодическим периодом. Проще говоря, это промежуток времени, по истечении которого планета (или другое тело Солнечной системы) для наблюдателя с Земли возвращается в прежнее положение относительно Солнца.
Синодические периоды планет были рассчитаны ещё в глубокой древности, когда считалось, что все тела обращаются вокруг Земли. Однако мы уже знаем, что Земля не является неподвижным телом, а вместе с остальными планетами движется вокруг Солнца. Так вот, промежуток времени, в течение которого планета совершает один полный оборот вокруг Солнца по орбите относительно звёзд, называется звёздным или сидерическим периодом обращения планеты.
Часто, для простоты, сидерический период называют годом . К примеру, Земной год, Меркурианский год, Юпитерианский год и так далее.
Сидерический период обращения планеты вокруг Солнца с движущейся Земли определить невозможно, так как к его окончанию Земля успевает сместиться в новую точку пространства, и проекция планеты на фон неподвижных звёзд также оказывается смещённой. Получится, что планета может не дойти либо перейти ту точку среди звёзд, откуда было замечено начало её движения. Но между синодическим (то есть видимым) и сидерическим (то есть истинным) периодами планет существует взаимосвязь. Установим её.
Уравнение синодического движения верхних планет можно получить аналогичными рассуждениями. Единственное отличие состоит в том, что их сидерический период обращения больше сидерического периода Земли. Поэтому для верхних планет уже Земля, забега вперёд, совершает один оборот вокруг Солнца и догоняет планету.
Полученные нами два уравнения дают средние значения синодических периодов обращения планет. Не трудно увидеть, что, зная синодический период планеты, можно определить и её звёздный период обращения вокруг Солнца.
Для примера давайте определим звёздный период Меркурия, если известно, что его нижние соединения повторяются через 116 суток.
Посмотрев этот видеоурок, вы узнаете, что понимают под конфигурациями планет и каковы условия видимости планет. Также мы дадим определение синодическому и сидерическому периодам обращения планеты и выясним, чем они отличаются друг от друга.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока "Конфигурация планет. Синодический период"
Все вы хорошо знаете, что в нашей Солнечной системе, помимо Земли, принято выделять ещё 7 больших планет: Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
Все они, как и наша планета, обращаются вокруг центрального тела нашей системы — Солнца. Все планеты Солнечной системы принято разделять на нижние и верхние.
Нижними называются планеты, орбиты которых расположены ближе к Солнцу, чем орбита Земли (это Меркурий и Венера).
Следовательно, если орбита планеты будет находиться за орбитой Земли, то она будет называться верхней (это Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун).
Конечно же из-за разной удалённости от Солнца, а также различной орбитальной скорости, условия видимости всех планет с Земли меняются по-разному. Поэтому принято выделять некоторые характерные взаимные расположения планет, Земли и Солнца, которые называются конфигурациями.
Ясно, что условия видимости планеты в той или иной конфигурации зависят от её расположения по отношению к Солнцу, которое освещает планету, и Земли, с которой мы эту планету наблюдаем.
В связи с этим, например, для нижних планет выделяют верхние и нижние соединения, а также элонгации.
Соединением называется расположение небесных тел, при котором имеет место совпадение их долгот (обычно планет или планеты и Солнца), с точки зрения земного наблюдателя.
В нижнем соединении планета находится ближе всего к Земле. А в верхнем — наиболее удалена от неё.
При соединениях, как правило, планеты не видны, поскольку они прячутся либо за Солнцем, либо в его лучах.
Элонгацией называется такое положение планеты, при котором для земного наблюдателя её угловое расстояние от Солнца максимально.
Из-за того, что орбиты планет не являются круговыми, наибольшие элонгации не имеют постоянного значения. Так у Венеры они колеблются в пределах от 45 о до 48 о градусов. А у Меркурия всего от 18 о градусов до 28°. Так как Меркурий и Венера не отходят далеко от Солнца, то ночью они не видны.
При этом продолжительность их утренней или вечерней видимости не превышает четырёх часов для Венеры и полутора часов для Меркурия. Иногда Меркурий и вовсе не виден, так как его время восхода и захода приходится на светлое время суток.
Также принято различать восточную и западную элонгации. В восточной элонгации планету можно наблюдать на небе вечером после захода Солнца, а в западной — утром перед восходом Солнца.
Что касается верхних планет, то для них конфигурация несколько иная. Так, например, если планета находится вблизи точки, диаметрально противоположной Солнцу, то такая конфигурация называется противостоянием.
Это наиболее благоприятное время для наблюдения планеты, так как она располагается ближе всего к Земле и повёрнута к ней своей освещённой стороной. При этом её верхняя кульминация часто происходит около полуночи.
В верхнем соединении планета наиболее удалена от Земли и наблюдать её в это время невозможно, так как она теряется в лучах нашей звезды.
Внешняя планета может находиться на любом угловом расстоянии от Солнца (в пределах 0—180 о ). Но если угол между направлениями с Земли на верхнюю планету и на Солнце составляет 90°, то говорят, что планета находится в квадратуре.
Как и в случае с элонгацией, принято различать западную и восточную квадратуры.
В западной квадратуре восход планеты происходит где-то около полуночи. Соответственно в восточной квадратуре около полуночи планета заходит.
Конечно же из-за обращения всех планет вокруг Солнца их конфигурации периодически повторяются. А промежуток времени между двумя последовательными одноименными конфигурациями планеты (например, верхними соединениями) называется её синодическим периодом. Проще говоря, это промежуток времени, по истечении которого планета (или другое тело Солнечной системы) для наблюдателя с Земли возвращается в прежнее положение относительно Солнца.
Синодические периоды планет были рассчитаны ещё в глубокой древности, когда считалось, что все тела обращаются вокруг Земли. Однако мы уже знаем, что Земля не является неподвижным телом, а вместе с остальными планетами движется вокруг Солнца. Так вот, промежуток времени, в течение которого планета совершает один полный оборот вокруг Солнца по орбите относительно звёзд, называется звёздным или сидерическим периодом обращения планеты.
Часто, для простоты, сидерический период называют годом. К примеру, Земной год, Меркурианский год, Юпитерианский год и так далее.
Сидерический период обращения планеты вокруг Солнца с движущейся Земли определить невозможно, так как к его окончанию Земля успевает сместиться в новую точку пространства, и проекция планеты на фон неподвижных звёзд также оказывается смещённой. Получится, что планета может не дойти либо перейти ту точку среди звёзд, откуда было замечено начало её движения. Но между синодическим (то есть видимым) и сидерическим (то есть истинным) периодами планет существует взаимосвязь. Установим её.
Уравнение синодического движения верхних планет можно получить аналогичными рассуждениями. Единственное отличие состоит в том, что их сидерический период обращения больше сидерического периода Земли. Поэтому для верхних планет уже Земля, забега вперёд, совершает один оборот вокруг Солнца и догоняет планету.
Полученные нами два уравнения дают средние значения синодических периодов обращения планет. Не трудно увидеть, что, зная синодический период планеты, можно определить и её звёздный период обращения вокруг Солнца.
Для примера давайте определим звёздный период Меркурия, если известно, что его нижние соединения повторяются через 116 суток.
Цель урока: рассмотреть конфигурации планет: противостояние и соединение. Периодическое изменение условий видимости внутренних и внешних планет. Связь синодического и сидерического (звездного) периодов обращения планет.
Знать: определения понятий: конфигурация планет; синодического и сидерического (звездного) периодов обращения планет.
Уметь: решать задачи на вычисление звездных периодов обращения внутренних и внешних планет.
10б: 01.11.2017
10а, 11: 17.11.2017
Тема: Конфигурации планет. Синодический период
Цель урока: рассмотреть конфигурации планет: противостояние и соединение. Периодическое изменение условий видимости внутренних и внешних планет. Связь синодического и сидерического (звездного) периодов обращения планет.
Знать: определения понятий: конфигурация планет; синодического и сидерического (звездного) периодов обращения планет.
Уметь: решать задачи на вычисление звездных периодов обращения внутренних и внешних планет.
Организационный момент.
Приветствие. Проверка присутствующих и готовности к уроку.
Актуализация опорных знаний.
Фронтальный опрос по материалу §10, стр.54
Изучение нового материала.
Конфигурация планет – это их взаимное расположение.
Планеты Солнечной системы делятся на внутренние (которые находятся ближе к Солнцу, чем Земля – Меркурий и Венера) и внешние (все остальные).
Конфигурации внутренних планет.
Соединение – конфигурация, при которой планета и Солнце проецируются в одну и ту же точку небесной сферы, т. е. видны в одном и том же месте (хотя, фактически, планета может быть и вообще не видна). Соединение может быть верхним или нижним.
Противостояние – Земля находится между данной планетой и Солнцем.
Элонгация (наибольшее удаление) – планета находится в такой точке своей орбиты, что направление на нее с Земли является касательной к орбите данной планеты.
Некоторые конфигурации внешних планет повторяют конфигурации внутренних планет – это противостояние и верхнее соединение (нижнего соединения внешней планеты принципиально быть не может, разве что Вселенная погрязнет в глобальный хаос).
С другой стороны, есть конфигурации, особые для внешних планет – это восточная и западная квадратуры.
Сидерический и синодический периоды.
Сидерическим (звездным, T) периодом обращения планеты называется время, за которое планета делает полный оборот вокруг Солнца (или той планеты, вокруг которой обращается, если речь идет о спутнике).
Синодический период обращения планеты (S) – это время между двумя одинаковыми конфигурациями данной планеты.
Чем ближе планета к Солнцу, тем меньше ее сидерический период. [1]
Рассмотрим две планеты: P1 и P2 такие, что P1 ближе к Солнце, чем P2. Пусть в некоторый момент наступает их соединение. Тогда после него планета P1 начнет обгонять P2, исходя из 1. Ясно, что P1 проходит за 1 сутки 360/Т1 (градусов), а P2 соответственно 360/Т2 (градусов). Соединение повторится, когда P1 обгонит P2 на 360˚, значит поскольку это произойдет за S, то
Преобразовав, получим формулу
Закрепление материала.
Задача 1. Как часто повторяются противостояния Марса, сидерический период которого 1,9 года?
Дано: Р = 1,9 г.
Найти: S = ?
Марс – внешняя планета
Ответ: S ≈ 2,1
Задача 2. Упражнение 9. №5.Через какой промежуток времени встречаются на циферблате часов минутная (Т) и часовая (Р) стрелки?
Цели урока объяснить периодичность видимого расположения планет и основные законы их орбитального движения (законы Кеплера); показать применимость этих законов к движению искусственных небесных тел.
Личностные: организовывать самостоятельную познавательную деятельность.
Метапредметные: представлять информацию о взаимном расположении планет в различных видах 1 (в виде текста, рисунка, таблицы), делать выводы об условиях наблюдаемости планеты в зависимости от внешних условий расположения Солнца и Земли.
Основной материал
Конфигурации планет как различие положения Солнца и планеты относительно земного наблюдателя. Условия видимости планет при различных конфигурациях. Синодический и сидерический периоды обращения планет. Аналитическая связь между синодическим и сидерическим периодами для внеш них и внутренних планет.
Методические акценты урока.
В начале урока целесообразно начать с актуализации знаний учащихся, используя вопросы к § 10 учебника.
Рассмотрение конфигураций планет рекомендуется начинать с наблюдения реальной механической аналогии. Для этого можно использовать шарик, изображающий планету, лампу, моделирующую Солнце, и глобус Земли. В процессе механического перемещения шарика в роли внутренней планеты, затем шарика в роли внешней планеты графически представляют эти положения на плоскостном рисунке, который в результате будет содержать все возможные расположения планет (рис. 5).
В процессе рассмотрения различных конфигураций обращают внимание учащихся на то, что их названия определяются различным расположением Солнца и планеты относительно земного наблюдателя.
А кцентирую внимание учащихся на условиях видимости планет. Анализируя рисунок, подвожу учащихся к выводу о том, что соединения неудобны для наблюдения планет, так как в этих конфигурациях планеты теряются в лучах Солнца. Верхние планеты лучше видны вблизи противостояний, а нижние — вблизи элонгации. Результаты рассуждений оформляем в виде таблицы.
В учебнике представлены вопросы к § 11 учебника и упражнение 9, позволяющие организовать включение нового знания, полученного учащимися на уроке, в общую систему знаний. Можно предложить и ряд дополнительных заданий.
1. На рисунке 6 представлено несколько точек возможного расположения планет. Укажите, какие планеты Солнечной системы могут находиться в указанных конфигурациях. Как называются положения планет, указанные на рисунке точками 1,2,3, 4,1
2. Может ли Юпитер наблюдаться в виде тонкого серпа на небе?
презентация с необходимым наглядным материалом.
I. Актуализация знаний.
а) Устный уплотненный опрос учащихся у доски по вопросам
1. Геоцентрическая система взглядов на систему мира. Сторонники данной теории.
2. Гелиоцентрическая система взглядов на систему мира. Сторонники данной теории.
3. Теория Г. Галилея и его великие открытия в области астрономии с помощью телескопа
3. Какие телескопические открытия Г. Галилея подтвердили истинность гелиоцентрической системы мира?
б) Работа по карточкам (выполнение мини-теста)(4 ученика)
II. Изучение новой темы
План изложения нового материала:
1. Основные конфигурации внутренних и внешних планет, различия их конфигураций и условий видимости.
2. Периодичность повторения конфигураций. Звездный и синодический периоды обращения планет.
Изложение темы целесообразно начать с актуализации знаний учащихся, используя вопросы к § 10 учебника.
Нижние планеты — это планеты, орбиты которых расположены ближе к Солнцу, чем орбита Земли Меркурий, Венера).
Верхние планеты — это планеты, орбиты которых расположены за земной орбитой (Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун).
Конфигурациями называются некоторые характерные взаимные расположения планет, Земли и Солнца.
Условия видимости планеты зависят от её расположения по отношению к Солнцу, которое освещает планету, и Земле, с которой мы эту планету наблюдаем. Рассмотрение конфигураций планет начинаю с наблюдения реальной механической аналогии.
Для этого использую шарик, изображающий планету, лампу, моделирующую Солнце, и глобус Земли. В процессе механического перемещения шарика в роли внутренней планеты, затем шарика в роли внешней планеты графически представляю эти положения на плоскостном рисунке, который в результате будет содержать все возможные расположения планет (рис. ….).
наиболее благоприятное время для наблюдения планеты, так как она располагается ближе всего к Земле и повёрнута к ней своей освещённой стороной.
В процессе рассмотрения различных конфигураций обращаю внимание учащихся на то, что их названия определяются различным расположением Солнца и планеты относительно земного наблюдателя.
А кцентирую внимание учащихся на условиях видимости планет. Анализируя рисунок, подвожу учащихся к выводу о том, что соединения неудобны для наблюдения планет, так как в этих конфигурациях планеты теряются в лучах Солнца. Верхние планеты лучше видны вблизи противостояний, а нижние — вблизи элонгации. Результаты рассуждений оформляем в виде таблицы.
Результат ее заполнения следующий.
Конфигурация
Положение планеты относительно Солнца для земного наблюдателя
Условия наблюдения
Внутренние планеты
Восточная элонгация
Расположена на угловом удалении от Солнца (Меркурий — 28°, Венера — 48°)
Наилучшие (наблюдается фаза планеты на западе после захода Солнца)
Западная элонгация
Расположена на угловом удалении от Солнца(Меркурий — 28°, Венера — 48°)
Наилучшие (наблюдается фаза планеты на востоке перед восходом Солнца)
Нижнее соединение
Расположена вблизи Солнца перед светилом
Отсутствуют (специальные при прохождении по диску Солнца)
Верхнее соединение
Расположена вблизи Солнца за светилом
Внешние планеты
Расположена на угловом удалении от Солнца (90°)
Достаточные (наблюдается фаза планеты на западе после захода Солнца)
Расположена на угловом удалении от Солнца (90°)
Достаточные (наблюдается фаза планеты на востоке перед восходом Солнца)
Расположена диаметрально противоположно Солнцу
Хорошие (наблюдается ночью обращенное к Земле полностью освещенное Солнцем полушарие)
Расположена вблизи Солнца за светилом
После проверки содержания таблицы обсуждаю, какими параметрами определяется период повторения конфигурации планет для земного наблюдателя.
Ввожу понятия синодического и сидерического периодов.
Сидерический (звёздный) период обращения планеты
промежуток времени, в течение которого планета совершает один полный оборот вокруг Солнца по орбите относительно звёзд.
Синодический период — промежуток времени между двумя последовательными одноимёнными конфигурациями планеты.
Опорой на модель стрелок-планет записываются угловые скорости для движения секундной и минутной стрелок, определяется дуга, описываемая за синодический период каждой из них, и вычитается из первого равенства второе.
— уравнение синодического движения для нижних планет.
Аналогично рассматривается соотношение для внешних планет.
- уравнение синодического периода движения верхних планет.
III Закрепление
1 . Организация включения нового знания с помощью вопросов к § 11 учебника и упражнение 9 полученного учащимися на уроке, в общую систему знаний.
2. На рисунке представлено несколько точек возможного расположения планет. Укажите, какие планеты Солнечной системы могут находиться в указанных конфигурациях. Как называются положения планет, указанные на рисунке точками 1,2,3, 4
3. Может ли Юпитер наблюдаться в виде тонкого серпа на небе?
4.
5.
Читайте также: